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1、雅各布（雅各布（F.Jacob）莫诺（莫诺（J.Monod）大肠杆菌：大肠杆菌：利用葡萄糖利用葡萄糖利用乳糖利用乳糖优先利用葡萄糖，优先利用葡萄糖，只有葡萄糖用完时，只有葡萄糖用完时，再利用乳糖再利用乳糖通过比较三组实验结果，你能得出什么结论？通过比较三组实验结果，你能得出什么结论？结果结果只有葡萄糖A只有乳糖B有葡萄糖和乳糖C实验实验提供的碳源物质提供的碳源物质大肠杆菌利用乳糖所需的酶：大肠杆菌利用乳糖所需的酶：半乳糖苷酶半乳糖苷酶：半乳糖苷透过酶半乳糖苷透过酶：半乳糖苷转乙酰酶半乳糖苷转乙酰酶：将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖使外界的乳糖能透过大肠杆菌细胞壁和细胞膜进入
2、细胞内使外界的乳糖能透过大肠杆菌细胞壁和细胞膜进入细胞内乙酰辅酶乙酰辅酶A上的乙酰基转到半乳糖苷上，形成乙酰半乳糖上的乙酰基转到半乳糖苷上，形成乙酰半乳糖发现：发现：在在C组试验中，最初利用葡萄糖时，每个大肠杆菌组试验中，最初利用葡萄糖时，每个大肠杆菌细胞内大约只有细胞内大约只有1-2个利用乳糖的个利用乳糖的酶分子酶分子。而当大肠杆菌开。而当大肠杆菌开始利用乳糖时，每个细胞中可有超过始利用乳糖时，每个细胞中可有超过105个个酶分子酶分子。1、利用乳糖的酶的本质是什么？、利用乳糖的酶的本质是什么？2、什么控制利用乳糖的酶的合成？、什么控制利用乳糖的酶的合成？3、通过什么过程产生酶？、通过什么过程
3、产生酶？葡萄糖利用完，开始利用乳糖时葡萄糖利用完，开始利用乳糖时基因基因基因表达基因表达蛋白质蛋白质4、利用乳糖的酶是什么时候产生的？、利用乳糖的酶是什么时候产生的？5、通过分析该实验现象，你觉得酶的合成过程可以调控吗？、通过分析该实验现象，你觉得酶的合成过程可以调控吗？ 原核生物基因表达的调控原核生物基因表达的调控 一、乳糖操纵子（一、乳糖操纵子（lac操纵子）操纵子） lac操纵子：调节基因（I）、启动子（P）、操纵基因（O）、三个结构基因（lacZ、lacY、lacA）转录转录翻译翻译转录转录翻译翻译RNA聚合酶聚合酶ZYA半乳糖苷酶半乳糖苷酶半乳糖苷透过酶半乳糖苷透过酶半乳糖苷转乙酰酶
4、半乳糖苷转乙酰酶调节蛋白调节蛋白ZYA转录转录翻译翻译转录转录翻译翻译CAPBindingPCAPcAMPcAMPCAPcAMPCAP二、调控过程二、调控过程乳糖乳糖调节蛋白调节蛋白XZYA转录转录翻译翻译转录转录翻译翻译CAPBindingPCAPcAMPcAMPCAPcAMPCAP负调控系统负调控系统乳糖乳糖正调控系统正调控系统cAMP乳糖乳糖乳糖存在，葡萄糖不存在乳糖存在，葡萄糖不存在二、调控过程二、调控过程阻遏蛋白阻遏蛋白激活蛋白激活蛋白XATP5cAMP葡萄糖葡萄糖腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶磷酸酯酶磷酸酯酶（-）（+）cAMP环化一磷酸腺苷环化一磷酸腺苷XCAPcAMPcAMPCAP调
5、节蛋白调节蛋白I. 乳糖不存在，葡萄糖存在乳糖不存在，葡萄糖存在II. 乳糖存在，葡萄糖不存在乳糖存在，葡萄糖不存在III. 乳糖和葡萄糖都存在乳糖和葡萄糖都存在IV. 乳糖不存在，葡萄糖也不存在乳糖不存在，葡萄糖也不存在CAPBindingPZYA阐述过程：阐述过程：在负调控系统中：在负调控系统中：在正调控系统中：在正调控系统中：因此：结构基因是否表达，大肠杆菌是否利用乳糖因此：结构基因是否表达，大肠杆菌是否利用乳糖CAPBindingPI. 乳糖不存在，葡萄糖存在乳糖不存在，葡萄糖存在CAP葡萄糖存在，乳糖不存在，阻遏蛋白与操纵基因结合，基因不转葡萄糖存在，乳糖不存在，阻遏蛋白与操纵基因结
6、合，基因不转录录XXCAPBindingPII. 乳糖存在，葡萄糖不存在乳糖存在，葡萄糖不存在X葡萄糖不存在，乳糖存在，阻遏蛋白失活，葡萄糖不存在，乳糖存在，阻遏蛋白失活，cAMP+CAPcAMP+CAP与与CAPCAP位点位点结合结合，促进基因转录结合结合，促进基因转录CAPcAMPCAPcAMPcAMPCAPZYACAPCAPBindingPIII. 乳糖和葡萄糖都存在乳糖和葡萄糖都存在X葡萄糖存在，乳糖存在，阻遏蛋白失活，葡萄糖存在，乳糖存在，阻遏蛋白失活， cAMPcAMP缺乏，不与缺乏，不与CAPCAP结结合，基因不转录合，基因不转录XXIV. 乳糖不存在，葡萄糖也不存在乳糖不存在，葡萄糖也不存在CAPcAMPCAPcAMPCAPBindingPcAMPCAP葡萄糖不存在，乳糖不存在，阻遏蛋白与操纵基因结合，葡萄糖不存在，乳糖不存在，阻遏蛋白与操纵基因结合， cAMP+CAPcAMP+CAP与与CAPCAP位点结合，基因不转录位点结合，基因不转录X生生命命现现象象如如此此神神奇奇基基因因调调控控如如此此精精细细生命科学如此神圣探索真理永不停息
